ISO 1940-1: ارتعاش مکانیکی - الزامات کیفیت تعادل برای روتورها در حالت ثابت (صلب)

خلاصه

استاندارد ISO 1940-1 یکی از مهمترین و پرکاربردترین استانداردها در زمینه بالانس روتور است. این استاندارد روشی سیستماتیک برای طبقه‌بندی روتورها بر اساس نوع، تعیین سطح کیفیت مناسب بالانس و محاسبه تلرانس خاص بالانس ارائه می‌دهد. هسته اصلی این استاندارد، مفهوم ... درجه‌های کیفیت بالانس (درجه‌های G)که به تولیدکنندگان و پرسنل تعمیر و نگهداری اجازه می‌دهد تا دقت یک کار تعادل را به روشی استاندارد مشخص و تأیید کنند. این استاندارد به طور خاص برای روتورهای صلب- آنهایی که در سرعت سرویس خود خم نمی‌شوند یا خم نمی‌شوند.

توجه: این استاندارد رسماً با ISO 21940-11 جایگزین شده است، اما اصول آن و سیستم G-Grade همچنان مبنای اساسی برای بالانس روتور صلب در سراسر جهان است.

فهرست مطالب (ساختار مفهومی)

این استاندارد به گونه‌ای ساختار یافته است که کاربر را در فرآیند تعیین عدم تعادل باقیمانده مجاز راهنمایی کند:

1. ۱. دامنه و زمینه کاربرد:

   این بخش اولیه، مرزها و هدف استاندارد را تعیین می‌کند. این بخش به صراحت بیان می‌کند که قوانین و دستورالعمل‌های آن در مورد ... اعمال می‌شود. روتورهایی که رفتار صلب دارند در سراسر محدوده سرعت عملیاتی خود. این فرض اساسی کل استاندارد است؛ به این معنی که روتور به دلیل نیروهای عدم تعادل، خمیدگی یا تغییر شکل قابل توجهی را تجربه نمی‌کند. دامنه کاربرد گسترده است و برای پوشش طیف گسترده‌ای از ماشین‌آلات دوار در تمام صنایع در نظر گرفته شده است. با این حال، همچنین روشن می‌کند که این یک استاندارد عمومی است و برای انواع خاصی از ماشین‌آلات (به عنوان مثال، توربین‌های گازی هوافضا)، استانداردهای دقیق‌تر دیگری ممکن است اولویت داشته باشند. این استاندارد هدف را تعیین می‌کند: ارائه یک روش سیستماتیک برای تعیین تلرانس‌های تعادل، که برای کنترل کیفیت در تولید و تعمیر ضروری هستند.

2. ۲. درجه‌های کیفیت متعادل (درجه‌های G):

   این بخش قلب استاندارد است. این بخش مفهوم ... را معرفی می‌کند. درجه‌های کیفیت بالانس (درجه‌های G) به عنوان روشی برای طبقه‌بندی الزامات تعادل برای انواع مختلف ماشین‌آلات. درجه G به عنوان حاصلضرب عدم تعادل خاص (خروج از مرکز، ای) و حداکثر سرعت زاویه‌ای سرویس (Ω)، که در آن G = e × Ωاین مقدار نشان دهنده سرعت ارتعاش ثابت است و معیاری استاندارد از کیفیت ارائه می‌دهد. این استاندارد جدولی جامع ارائه می‌دهد که انواع مختلفی از روتورها (مانند موتورهای الکتریکی، پروانه‌های پمپ، فن‌ها، توربین‌های گازی، میل‌لنگ‌ها) را فهرست می‌کند و برای هر کدام یک درجه G توصیه شده تعیین می‌کند. این درجه‌ها بر اساس دهه‌ها داده‌های تجربی و تجربه عملی تعیین شده‌اند. به عنوان مثال، ممکن است درجه G6.3 برای یک موتور صنعتی استاندارد توصیه شود، در حالی که یک اسپیندل سنگ‌زنی دقیق به درجه G1.0 یا G0.4 بسیار سختگیرانه‌تری نیاز دارد. درجه G پایین‌تر همیشه نشان دهنده تلرانس بالانس دقیق‌تر و دقیق‌تر است، به این معنی که عدم بالانس باقیمانده مجاز کمتر است.

3. ۳. محاسبه عدم تعادل باقیمانده مجاز:

   این بخش، پل ریاضی ضروری از درجه G نظری به تلرانس عملی و قابل اندازه‌گیری را ارائه می‌دهد. این بخش فرمول محاسبه عدم تعادل ویژه مجاز (ای_{به ازای هر}) که جابجایی مجاز مرکز ثقل از محور چرخش است. این فرمول مستقیماً از تعریف درجه G مشتق شده است:

   ای_{به ازای هر} = G / Ω

   برای استفاده عملی با واحدهای مهندسی رایج، استاندارد فرمول زیر را ارائه می‌دهد:

   ای_{به ازای هر} [g·mm/kg] = (G [mm/s] × 9549) / n [RPM]

   هنگامی که عدم تعادل ویژه مجاز (ای_{به ازای هر}) محاسبه شود، در جرم روتور ضرب می‌شود (M) برای یافتن کل عدم تعادل باقیمانده مجاز (یو_{به ازای هر}) برای کل روتور: یو_{به ازای هر} = ه_{به ازای هر} × ماین مقدار نهایی، که با واحدهایی مانند گرم-میلی‌متر (g·mm) بیان می‌شود، هدفی است که اپراتور دستگاه بالانس باید به آن دست یابد. روتور زمانی بالانس در نظر گرفته می‌شود که عدم تعادل باقیمانده اندازه‌گیری شده آن کمتر از این مقدار محاسبه شده باشد.

4. ۴. تخصیص عدم تعادل باقیمانده به صفحات اصلاح:

   این بخش به مرحله حیاتی توزیع کل عدم تعادل مجاز محاسبه شده (یو_{به ازای هر}) به تلرانس‌های خاص برای هر یک از این دو صفحات اصلاحیبرای اصلاح هر دو مورد، به یک تراز دو صفحه‌ای نیاز است. استاتیک and عدم تعادل زوجیناستاندارد فرمول‌هایی برای این تخصیص ارائه می‌دهد که به هندسه روتور بستگی دارد. برای یک روتور ساده و متقارن، عدم تعادل کل اغلب به طور مساوی بین دو صفحه تقسیم می‌شود. با این حال، برای هندسه‌های پیچیده‌تر، مانند روتورهای آویزان یا روتورهایی که مرکز ثقل آنها بین یاتاقان‌ها قرار ندارد، استاندارد فرمول‌های خاصی را ارائه می‌دهد. این فرمول‌ها فواصل صفحات اصلاح و مرکز ثقل از یاتاقان‌ها را در نظر می‌گیرند و تضمین می‌کنند که تلرانس برای هر صفحه به درستی تقسیم شده است. این مرحله حیاتی است زیرا یک دستگاه متعادل‌کننده، عدم تعادل را در هر صفحه به طور مستقل اندازه‌گیری می‌کند. بنابراین، اپراتور به یک مقدار هدف خاص برای هر صفحه نیاز دارد (به عنوان مثال، "عدم تعادل مجاز در صفحه I، 15 گرم بر میلی‌متر و در صفحه II، 20 گرم بر میلی‌متر است").

5. ۵. منابع خطا در بالانس:

   این بخش پایانی به عنوان یک راهنمای عملی برای عوامل دنیای واقعی که می‌توانند دقت یک کار بالانس را به خطر بیندازند، حتی زمانی که تلرانس دقیقی محاسبه شده باشد، عمل می‌کند. این بخش تأکید می‌کند که دستیابی به بالانس کامل غیرممکن است و هدف، کاهش عدم بالانس باقیمانده به سطحی پایین‌تر از تلرانس محاسبه شده است. این استاندارد چندین منبع کلیدی خطا را که باید مدیریت شوند، مورد بحث قرار می‌دهد، از جمله: خطاهای موجود در کالیبراسیون خود دستگاه بالانس؛ عیوب هندسی ژورنال‌ها یا سطوح نصب روتور (runout)؛ خطاهای ایجاد شده توسط ابزار مورد استفاده برای نصب روتور روی دستگاه (مثلاً یک محور نامتعادل)؛ و اثرات عملیاتی که در طول بالانس با سرعت پایین وجود ندارند، مانند انبساط حرارتی یا نیروهای آیرودینامیکی. این فصل به عنوان یک چک لیست حیاتی برای کنترل کیفیت عمل می‌کند و به متخصص یادآوری می‌کند که کل فرآیند بالانس را در نظر بگیرد، نه فقط عدد نهایی روی صفحه نمایش دستگاه.

مفاهیم کلیدی

• استانداردسازی: سیستم G-Grade یک زبان جهانی برای کیفیت بالانس ارائه می‌دهد. مشتری می‌تواند «بالانس تا G6.3» را مشخص کند و هر کارگاه بالانس در جهان دقیقاً می‌داند که چه تلرانسی مورد نیاز است.
• وابستگی به سرعت: این استاندارد به روشنی بیان می‌کند که تلرانس بالانس به شدت به سرعت عملکرد دستگاه وابسته است. یک روتور سریع‌تر برای تولید همان سطح ارتعاشی که یک روتور کندتر تولید می‌کند، به بالانس محکم‌تری (عدم بالانسی باقیمانده مجاز کمتر) نیاز دارد.
• عملی بودن: این استاندارد یک چارچوب عملی و اثبات‌شده مبتنی بر داده‌های تجربی چند دهه ارائه می‌دهد که به جلوگیری از بالانس ناقص (که منجر به ارتعاش زیاد می‌شود) و بالانس بیش از حد (که بی‌جهت پرهزینه است) کمک می‌کند.

← بازگشت به فهرست اصلی